本文關(guān)鍵詞：IEEE802.11ah物理層同步與信道估計(jì)算法研究

  更多相關(guān)文章： IEEE802.11ah 物理層 接收機(jī) 同步 信道估計(jì)

【摘要】：隨著物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器間通信技術(shù)的高速發(fā)展,豐富的應(yīng)用需求給傳統(tǒng)通信技術(shù)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn),統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)成為了各大廠商的迫切需求。IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)是IEEE組織提出的適合IoT、M2M應(yīng)用的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)在IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上改進(jìn)了物理層(PHY)和媒體接入層(MAC),支持超過(guò)8000個(gè)節(jié)點(diǎn)接入,支持超過(guò)一公里的覆蓋范圍,支持大于一年待機(jī)時(shí)間,工作在1GHz以下的非授權(quán)頻段。IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)目前仍處于草案階段,是未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域非常有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案之一。針對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的研究有助于理解物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)做好準(zhǔn)備。論文圍繞IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi),研究了IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)的傳輸規(guī)范與新特性,重點(diǎn)研究了IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)的物理層及其關(guān)鍵技術(shù)。主要內(nèi)容如下:(1)研究了IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)的物理層,搭建了符合標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)射機(jī)基帶仿真模型,該模型包括PLCP幀前導(dǎo)序列產(chǎn)生模塊、加擾模塊、糾錯(cuò)編碼模塊、兩倍數(shù)據(jù)重復(fù)模塊、交織模塊、星座映射模塊、固定導(dǎo)頻與移動(dòng)導(dǎo)頻的產(chǎn)生模塊、IFFT模塊、加CP模塊、加窗模塊等。(2)研究了適合IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)的物理層接收機(jī)同步算法。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中特有的MCS0-rep2模式,提出了相應(yīng)的同步算法,具體包括幀捕獲、粗頻偏估計(jì)、細(xì)定時(shí)同步、細(xì)頻偏估計(jì)等算法。為了解決不同信噪比下幀捕獲定時(shí)度量不穩(wěn)定的問(wèn)題,所提的幀捕獲算法對(duì)定時(shí)度量值進(jìn)行歸一化處理,從而獲得了穩(wěn)定自相關(guān)峰值,提高了幀捕獲的準(zhǔn)確度。為了提高頻偏估計(jì)的范圍和精度,所提的頻偏估計(jì)算法充分利用了標(biāo)準(zhǔn)中特有的多個(gè)長(zhǎng)訓(xùn)練序列幀結(jié)構(gòu),通過(guò)不同的長(zhǎng)訓(xùn)練序列的兩兩組合,并進(jìn)行分階段估計(jì)與補(bǔ)償,從而獲得更優(yōu)的頻偏估計(jì)效果。還對(duì)所提的同步算法進(jìn)行了仿真分析,結(jié)果表明在不同信噪比情況下的自相關(guān)峰值穩(wěn)定。在信噪比為-5dB,載波頻偏為40MHz的情況下,剩余載波頻偏低于540Hz。(3)研究了IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)物理層的信道估計(jì)算法。針對(duì)MCS0-rep2模式研究并對(duì)比了基于導(dǎo)頻和訓(xùn)練序列的信道估計(jì)方法。重點(diǎn)分析了IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)所提的Traveling Pilot與傳統(tǒng)固定導(dǎo)頻在嚴(yán)重多普勒頻偏下的信道估計(jì)性能。結(jié)果表明Traveling Pilot可以有效的降低多普勒頻偏對(duì)信道估計(jì)的影響。(4)提出了IEEE802.11ah基帶接收機(jī)總體方案。該方案適用于MCS0-rep2模式,由同步模塊、信道估計(jì)模塊、SNR估計(jì)模塊、數(shù)據(jù)重復(fù)模塊、Traveling Pilot、子載波映射模塊等構(gòu)成。重點(diǎn)對(duì)接收機(jī)在不同信道模型、不同調(diào)制編碼方式下的誤碼率性能進(jìn)行了仿真分析。
【關(guān)鍵詞】：IEEE802.11ah 物理層 接收機(jī) 同步 信道估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN919.34
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 研究背景10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文的主要研究工作及內(nèi)容安排12-14
• 2 IEEE802.11系列與IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)概述14-30
• 2.1 WLAN基本概念14-17
• 2.1.1 IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)概述14-15
• 2.1.2 信道劃分15-17
• 2.2 IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介與應(yīng)用場(chǎng)景17-19
• 2.2.1 IEEE802.11ah標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介17
• 2.2.2 IEEE802.11ah應(yīng)用場(chǎng)景17-19
• 2.3 IEEE802.11ah物理層技術(shù)介紹19-25
• 2.3.1 頻段劃分19-20
• 2.3.2 子載波20
• 2.3.3 調(diào)制編碼方案20-21
• 2.3.4 物理層幀結(jié)構(gòu)21-22
• 2.3.5 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射機(jī)模型22-24
• 2.3.6 系統(tǒng)參數(shù)24-25
• 2.4 IEEE802.11ahMAC層技術(shù)介紹25-29
• 2.4.1 媒體接入層概述25
• 2.4.2 支持大量接入節(jié)點(diǎn)25-27
• 2.4.3 信道接入27-28
• 2.4.4 低功耗28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 3 IEEE802.11ah物理層基帶信號(hào)生成30-42
• 3.1 發(fā)射機(jī)基帶信號(hào)產(chǎn)生過(guò)程30-39
• 3.1.1 信號(hào)域31
• 3.1.2 數(shù)據(jù)域31-39
• 3.2 信道模型39-40
• 3.3 本章小結(jié)40-42
• 4 IEEE802.11ah物理層同步算法42-60
• 4.1 OFDM同步算法概述42-43
• 4.2 非理想估計(jì)對(duì)接收機(jī)影響43-44
• 4.2.1 幀同步偏移的影響43
• 4.2.2 載波頻偏的影響43-44
• 4.3 適合IEEE802.11ah的同步算法44-56
• 4.3.1 幀捕獲45-51
• 4.3.2 粗頻偏估計(jì)51-52
• 4.3.3 符號(hào)定時(shí)52-53
• 4.3.4 細(xì)頻偏估計(jì)53-56
• 4.4 性能仿真56-59
• 4.4.1 仿真參數(shù)56
• 4.4.2 定時(shí)同步56-58
• 4.4.3 頻偏估計(jì)58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 5 IEEE802.11ah物理層信道估計(jì)算法60-72
• 5.1 OFDM信道估計(jì)概述60-63
• 5.1.1 估計(jì)算法60-61
• 5.1.2 估計(jì)準(zhǔn)則61-62
• 5.1.3 非理想信道估計(jì)的影響62-63
• 5.2 基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)63-67
• 5.2.1 IEEE802.11ah導(dǎo)頻圖案63-64
• 5.2.2 基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)結(jié)構(gòu)64
• 5.2.3 插值方法64-65
• 5.2.4 算法仿真65-67
• 5.3 基于訓(xùn)練序列的信道估計(jì)67-68
• 5.4 信道估計(jì)算法性能分析68-70
• 5.4.1 固定導(dǎo)頻與訓(xùn)練序列的相位補(bǔ)償68-69
• 5.4.2 多普勒頻偏對(duì)固定導(dǎo)頻估計(jì)的影響69
• 5.4.3 Traveling Pilot改善信道估計(jì)性能69-70
• 5.5 本章小結(jié)70-72
• 6 接收機(jī)方案及其性能分析72-79
• 6.1 接收機(jī)總體結(jié)構(gòu)72-75
• 6.1.1 SNR估計(jì)73-74
• 6.1.2 Repetition信號(hào)的合并74-75
• 6.2 接收機(jī)性能仿真75-77
• 6.2.1 MCS0-rep2系統(tǒng)BER性能76-77
• 6.2.2 不同MCS下BER比較77
• 6.3 本章小結(jié)77-79
• 7 總結(jié)與展望79-81
• 7.1 論文總結(jié)79
• 7.2 工作展望79-81
• 致謝81-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 附錄87
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間申請(qǐng)的專(zhuān)利目錄87
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目87

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 申慧慧;畢銀麗;王志剛;趙新偉;莊超然;;外生菌對(duì)植物光合日變化的通徑分析——以樟子松為例[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2017年13期

2 張巖;張令珍;徐美麗;于一;;太岳山油松林土壤活性碳和微生物特性隨外源有機(jī)物的變化規(guī)律[J];福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2017年03期

3 夏秀雪;高國(guó)強(qiáng);王東男;肖立娟;谷加存;;林下植被去除對(duì)水曲柳人工林土壤呼吸、微生物和根系動(dòng)態(tài)的短期影響[J];生態(tài)學(xué)雜志;2017年05期

4 文海燕;傅華;郭丁;;黃土高原典型草原優(yōu)勢(shì)植物凋落物分解及養(yǎng)分釋放對(duì)氮添加的響應(yīng)[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2017年06期

5 魏文俊;;氮沉降對(duì)森林土壤碳動(dòng)態(tài)過(guò)程的影響[J];吉林林業(yè)科技;2017年02期

6 葛曉改;曾立雄;肖文發(fā);黃志霖;周本智;;模擬N沉降下不同林齡馬尾松林凋落葉分解-土壤C、N化學(xué)計(jì)量特征[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2017年04期

7 彭春菊;李全;顧鴻昊;宋新章;;模擬氮沉降及經(jīng)營(yíng)方式對(duì)毛竹林土壤酶活性的影響[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2017年02期

8 魏文俊;;森林生態(tài)系統(tǒng)固碳過(guò)程對(duì)氮沉降增加的響應(yīng)機(jī)制研究進(jìn)展[J];遼寧林業(yè)科技;2017年01期

9 張建華;唐志堯;沈海花;方精云;;氮添加對(duì)北京東靈山地區(qū)灌叢土壤呼吸的影響[J];植物生態(tài)學(xué)報(bào);2017年01期

10 白英辰;陳晶;康峰峰;程小琴;韓海榮;朱江;;模擬氮沉降下不同凋落物處理對(duì)太岳山華北落葉松林土壤呼吸的影響[J];中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào);2017年04期

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本文編號(hào)：755873